Лаборатория Геокриологии. Разработки

«GeoCryoData»

Программа «GeoCryoData» предназначена для создания и сопровождения базы данных по различным климатическим параметрам с целью прогноза и ретроспективного анализа климатических изменений и их влияния на геокриологические условия в районах с суровым климатом.
В качестве исходных данных, предназначенных для хранения и анализа, использовались опубликованные и архивные материалы государственных метеонаблюдений. Все эти данные открыты для публичного использования и не составляют предмета авторского права, государственной или иной тайны.
Программа может представлять определенный интерес для исследовательских, проектных и изыскательских организаций.
Программа разрабатывается с использованием системы визуального объектно-ориентированного программирования С++ Borland Developer Studio 2006. В качестве модели базы данных используется автономная локальная база данных. Тип драйвера для системы управления базами данных (СУБД) - Paradox.
«GeoCryoData» позволяет оперативно извлекать, анализировать, группировать по заданным условиям и производить объективную оценку данных, выборок, создавать эталонные объекты для различного рода исследований.

В структуру БД включены следующие объекты мониторинга:

  • Перечень метеорологических станций: их основные атрибуты.
  • Атмосферный воздух: температура, влажность, осадки, ветер, давление.
  • Поверхность земли: снежный покров, коротковолновая радиация.
  • Перечень скважин: их основные атрибуты.
  • Грунтовый массив: геокриологическое строение, температура, влажность, льдистость.
  • и др.

Разрабатываемая программа позволит:

  • вводить данные в режиме таблиц, или, что значительно удобнее, в специальных формах, импортировать данные из текстовых файлов;
  • осуществлять поиск записей в БД, удовлетворяющих необходимым условиям;
  • производить необходимые расчеты;
  • визуализировать информацию в виде графиков, диаграмм или гистограмм;
  • создавать сводные отчеты в наиболее удобном виде, отвечающем конкретной проблематике
  • программа тематически структурирована на три функционально взаимосвязанных раздела (см. рисунок 1) :
  • «БД: Региональные данные» - среднемесячные значения климатических и геокриологических данных по метеостанциям.
  • «БД: Локальные данные» - эпизодические данные для отдельных объектов наблюдения.
  • «1D — Расчеты» - расчет оснований и фундаментов на вечномерзлых грунта с использованием методик нормативных документов; решение одномерных задач по прогнозу распределения температуры по глубине для мелких водоемов и для слоистых грунтовых оснований.



Рис.1. Структура базы данных.


Рис.2. Представление таблиц данных.


Рис.3. Пример обработки данных.

Рис.4. Пример к расчету несущей способности вечномерзлого основания.

 

«UWay»

Uway - Программный комплекс общего назначения,
предназначенный для научно-исследовательского и инженерного анализа
проблем геомеханики на базе метода конечных элементов

Власов А.Н., Мнушкин М.Г., Волков-Богородский Д.Б., Попов А.А.

В целом, программный комплекс позволяет:

  • выполнять линейные и нелинейные расчёты;
  • использовать в расчётной схеме одновременно несколько материалов одной модели с различными механическими характеристиками;
  • использовать одновременно несколько материалов с различными моделями поведения под нагрузкой;
  • использовать различные формулировки конечного элемента в одной расчётной области;
  • использовать в расчётах схемы, в которых сопрягаются элементы разных размерностей.

Для описания поведения сплошной среды предусмотрен ряд математических моделей, позволяющих отражать нелинейные особенности деформирования конструкционных и природных материалов.
В программном комплексе реализованы следующие модели:

  • изотропный упругий материал;
  • анизотропный упругий материал;
  • нелинейно упругий материал;
  • инкрементальные модели деформационного типа;
  • модели упруго-пластического течения;
  • вязко-упругопластические модели.

Отличительной чертой программного комплекса от традиционных программ, использующих метод конечных элементов, является его объектно-ориентированная природа.
Все алгоритмы, функции и методы программы разработаны в соответствии с законами математических абстракций (математическими законами преобразования объектов).
Разработана иерархия классов и законов взаимодействия объектов этих классов. Это позволило, в частности, выгодно использовать векторную природу сил и перемещений и тензорную природу деформаций и напряжений при решении задач механики сплошных сред, композиционных материалов и задач геомеханики.


Рис.1. Общий вид на строящийся комплекс «Москва-Сити».


Рис.2. Расчетная область для решения задачи
по прогнозу зоны влияния от строительства башни «Россия»
на окружающую застройку.


Рис.3. Конструкция подземной части при строительстве башни «Россия».


Рис.4. Пример обработки результатов численного расчета.